專利名稱：分子診斷決策支持系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分子診斷決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在分子診斷的各 個階段期間幫助和/或指導(dǎo)臨床醫(yī)師、技術(shù)人員或者病人。該發(fā)明還涉 及相應(yīng)方法。
背景技術(shù)：
通常認(rèn)為分子診斷是體外診斷行業(yè)中增長最快的部分。對疾病的首
要原因進(jìn)行靈敏且特定檢測的分子診斷(MD)試驗(yàn)的能力是前所未有 的。
目前，幫助分子診斷(MD)的決策支持系統(tǒng)用于對在分子診斷試驗(yàn) 中發(fā)現(xiàn)的值進(jìn)行分析。其結(jié)果是給諸如臨床醫(yī)師這樣的用戶的推薦或 者指導(dǎo)，該用戶因此隨后可使用該推薦以獲得有關(guān)病人的決策或評估。 當(dāng)考慮到這種MD數(shù)據(jù)的量和/或復(fù)雜性時，這種決策支持系統(tǒng)對臨床 醫(yī)師對在分子診斷中所發(fā)現(xiàn)的值進(jìn)行解釋相當(dāng)有幫助。
W0 03/017038公開了這種用于幫助分子診斷(MD)的決策支持系 統(tǒng)的示例。該系統(tǒng)用于預(yù)測適于對病人的癌癥體況進(jìn)行治療的一種或 多種藥物，其中根據(jù)病人的基因型來進(jìn)行選擇。PCR試劑盒用于分析與 特定癌癥相關(guān)的病人的基因表達(dá)。另外，提供包含病人基因型與各種 抗癌藥物的相應(yīng)毒性以及功效之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)庫。此后由計(jì)算機(jī) 化的決策支持系統(tǒng)執(zhí)行比較以預(yù)測對病人最佳的藥物。令人遺憾地是， 由于所應(yīng)用的方法相當(dāng)簡單，因此這類用于幫助分子診斷(MD)的決 策支持系統(tǒng)不能在病人的健康護(hù)理周期的不同階段提供支持。因此， 在決策支持系統(tǒng)內(nèi)沒有考慮來自例如病人醫(yī)學(xué)期刊的相關(guān)臨床信息。
這類系統(tǒng)的另一缺點(diǎn)是該決策支持系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成并且調(diào)整為適于 單種特定疾病并且這使得該系統(tǒng)應(yīng)用很窄這樣的事實(shí)，并且因此與該 結(jié)果相比開發(fā)費(fèi)用經(jīng)常太高。因此，這一種類型一個的決策支持系統(tǒng) 通常需要太大投資而難以在健康部門獲得廣泛應(yīng)用。
因此，改善的分子診斷決策支持系統(tǒng)將是有利的，并且尤其是更有 效和/或可靠的系統(tǒng)是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明更好地尋求單獨(dú)地或者相結(jié)合地減輕、緩和、或消除 上述缺點(diǎn)中的一個或多個。尤其是，可以看出，本發(fā)明的目的是提供 一種決策支持系統(tǒng)，該決策支持系統(tǒng)利用基于分子診斷輸入執(zhí)行決策 支持來解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。
在通過提供一種用于提供病人相關(guān)信息(PRI)的分子診斷決策支 持系統(tǒng)(MD-DSS)的本發(fā)明的第一方面中可獲得該目的和若干其他目 的，該系統(tǒng)包括；
-病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)，用于存儲與病人有關(guān)的病人數(shù)據(jù)；
-數(shù)據(jù)輸入部分(DAT)，適于從相關(guān)聯(lián)的分子診斷測量設(shè)備接收 與病人有關(guān)的輸入數(shù)據(jù)(MDx);
-臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL);
-知識數(shù)據(jù)庫(KB);
-第一決策支持機(jī)制(1DSM);
-第二決策支持機(jī)制(2DSM);以及
-中間件(MW)部分，該中間件部分使病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)、 數(shù)據(jù)輸入部分(DAT)、臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)、知識數(shù)據(jù)庫(KB)、 第一決策支持機(jī)制(1DSM)以及第二決策支持機(jī)制(2DSM)互連，
其中該中間件部分被布置為用于允許由第一(1DSM)和第二( 2DSM) 決策支持機(jī)制利用病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)、臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)和 知識數(shù)據(jù)庫(KB)將輸入數(shù)據(jù)(MDx)處理成為病人相關(guān)信息(PRI)， 并且
其中第一 (1DSM)和第二 (2DSM)決策支持機(jī)制通過中間件(MW) 可操作地相耦合，以便在對輸入數(shù)據(jù)(MDx)的處理期間進(jìn)行交互。
人的決策支持A統(tǒng)，這i因?yàn)閷⒉∪藬?shù)據(jù)與從一個或多個分;診斷測 量設(shè)備所導(dǎo)出的輸入數(shù)據(jù)(MDx)相結(jié)合。因此，對數(shù)據(jù)的處理變得更 復(fù)雜，但是利用若干決策支持機(jī)制，本發(fā)明人認(rèn)識到然而可提供有利 結(jié)果，并且尤其是可在比先前可能更多的健康護(hù)理周期的階段中提供 決策支持。這轉(zhuǎn)而可提供對適當(dāng)?shù)漠?dāng)前作用的全面的多方面看法，由 此解決了健康護(hù)理周期中疏忽的錯誤。包括臨床指南解決了疏忽的錯誤，這是因?yàn)樵撝改峡商嶙h、呈現(xiàn)和/或傳送適當(dāng)順序的護(hù)理規(guī)程。
另外，本發(fā)明具有例如若干疾病或者若干類型的用戶這樣的若干應(yīng) 用可集成到同一個決策支持系統(tǒng)中的明顯優(yōu)點(diǎn)。這是很重要的，因?yàn)?一種類型一個的決策支持系統(tǒng)由于這種專用系統(tǒng)的高成本而使推廣受 到限制。
不止一個決策支持機(jī)制(DSM)的交互允許對先前困難的或者不可 能組合到單個決策支持系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理。從而提供的協(xié)同效 果便于使病人相關(guān)信息(PRI)的級別比至今所看到的更高級。另外， 本發(fā)明的組合系統(tǒng)可相對快地提供病人相關(guān)信息(PRI)。
很難對構(gòu)成決策支持機(jī)制(DSM)的形式定義進(jìn)行公式化。然而， 如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的那樣，這種機(jī)制的示例是貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)機(jī)制、K最近鄰域機(jī)制、遺傳算法機(jī)制、決 策樹機(jī)制、基于規(guī)則的系統(tǒng)、實(shí)例推理機(jī)制、以及基于模糊邏輯的機(jī) 制。由此，可以從這樣的決策支持機(jī)制組中選擇第一 (1DSM)和/或第 二 (2DSM)決策支持機(jī)制。
此外，根據(jù)本發(fā)明的決策支持系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌臋C(jī)制的多個實(shí)例進(jìn) 行處理，因?yàn)檫@些實(shí)例對不同類型的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、解決不同問 題、或者使用不同模型或表示而不同。例如，決策支持系統(tǒng)可對作為 兩個有區(qū)別的DSM的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的兩個實(shí)例進(jìn)行處理，這是因?yàn)樗鼈?使用不同網(wǎng)絡(luò)以表示要解決不同問題所必須的信念(beliefs)。
在一個實(shí)施例中，中間件部分(MW)可包括應(yīng)用子部分(APP)， 其中應(yīng)用是可選擇的，每個應(yīng)用具有與該系統(tǒng)的應(yīng)用相關(guān)的一個或多 個相應(yīng)規(guī)則。決策支持系統(tǒng)可因此具有若干應(yīng)用(例如疾病或者用戶)， 每一個具有用于對中間件的操作進(jìn)行定義的不同規(guī)則/過程。從而，該 決策支持系統(tǒng)是非常自適應(yīng)的。
有利地是，第一 (1DSM)和第二 (2DSM)決策支持機(jī)制可通過一個 或多個松耦合而交互，其中第一決策支持機(jī)制(1DSM)的結(jié)果產(chǎn)生輸 出用作第二決策支持機(jī)制(2DSM)中的輸入。這可直接或者間接進(jìn)行。 替代地或者另外地，第一 (1DSM)和第二 (2DSM)決策支持機(jī)制通過 一個或多個緊耦合而交互，其中第一決策支持機(jī)制(1DSM)的中間值 用作第二決策支持機(jī)制(2DSM)中的輸入。這可直接或者間接地進(jìn)行。
有利地是，可與該應(yīng)用相關(guān)地選擇第一 (1DSM)和/或第二 ( 2DSM)決策支持機(jī)制的類型。由此，中間件部分可執(zhí)行機(jī)制選擇。第一(1DSM) 和第二 (2DSM)決策支持機(jī)制可以是兩個不同類型的決策支持機(jī)制。 這使該系統(tǒng)的可應(yīng)用性變寬了。
在一個實(shí)施例中，臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL )可操作地進(jìn)行連接以與指 南執(zhí)行引擎(CL-EE)進(jìn)行通信。類似地，知識數(shù)據(jù)庫(KB)可操作 地進(jìn)行連接以與干涉引擎(IE)進(jìn)行通信。從而可提高該系統(tǒng)的穩(wěn)定 性。
考慮可將臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL )至少部分地集成到第一決策支持機(jī) 制(1DSM)和/或第二決策支持機(jī)制(2DSM)中。同樣地，可將知識數(shù) 據(jù)庫(KB)至少部分地集成到第一決策支持機(jī)制(1DSM)和/或第二決 策支持機(jī)制(2DSM)中。由此，在一些實(shí)現(xiàn)中很難將臨床指南數(shù)據(jù)庫 (CL)和/或知識數(shù)據(jù)庫(KB)與第一決策支持機(jī)制(1DSM)和/或第 二決策支持機(jī)制(2DSM)區(qū)別開。
典型地，從包括基因組、轉(zhuǎn)錄組、代謝組、遺傳組以及蛋白質(zhì)組模 式的組中選擇輸入數(shù)據(jù)(MDx)。
在第二方面中，本發(fā)明涉及一種用于對分子診斷決策支持系統(tǒng)(MD
-DSS)進(jìn)行操作以便提供病人相關(guān)信息(PRI)的方法，該方法包括 步驟
-提供存儲在病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)中的與病人有關(guān)的病人數(shù)據(jù)； -在數(shù)據(jù)輸入部分(DAT)中接收來自分子診斷測量設(shè)備的、與病 人有關(guān)的輸入數(shù)據(jù)(MDx);
-提供臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL); -提供知識數(shù)據(jù)庫(KB); -提供第一決策支持機(jī)制(1DSM); -提供第二決策支持機(jī)制(2DSM);
-提供中間件(MW)部分，該中間件部分使病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)、 數(shù)據(jù)輸入部分(DAT)、臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)、知識數(shù)據(jù)庫(KB)、 第一決策支持機(jī)制(1DSM)以及第二決策支持機(jī)制(2DSM)互連；以 及
通過第一 (1DSM)和第二 ( 2DSM)決策支持機(jī)制利用病人信息數(shù)據(jù) 庫(EMJ)、臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)以及知識數(shù)據(jù)庫(KB)而將輸入數(shù) 據(jù)(MDx)處理成病人相關(guān)信息(PRI),其中第一 (1DSM)和第二 (2DSM)決策支持機(jī)制通過中間件(MW) 可操作地耦合以便在對輸入數(shù)據(jù)(MDx)的處理期間進(jìn)行交互。
在第三方面中，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品適于使下述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明的第二方面來對決策支持系統(tǒng)進(jìn) 行控制，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括具有與此相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲裝置的至少一 個計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明的方面尤其是但并不是專門的有利之處在于，本發(fā)明可以由 下述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能 夠執(zhí)行本發(fā)明的第二方面的操作。由此，可考慮通過將計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品安裝到用于對所述光學(xué)記錄裝置進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上來改變一 些已知的決策支持以使其根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行操作。這種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品 可在例如基于磁性或光學(xué)的介質(zhì)上的任何類型計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上提 供，或者通過例如因特網(wǎng)這樣的基于計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)來提供這種計(jì)算機(jī) 程序產(chǎn)品。
可將本發(fā)明的第一、第二以及第三方面與任何其他方面相結(jié)合。從 在下文中所描述的實(shí)施例可顯而易見地得知本發(fā)明的這些及其他方面 并且參考在下文中所描述的實(shí)施例來對其進(jìn)行說明。


現(xiàn)在參考附圖，僅通過示例的方式來對本發(fā)明進(jìn)行說明，其中 圖l是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理的示意圖，
圖2是對第一決策支持機(jī)制(1DSM)與第二決策支持機(jī)制(2DSM) 的松耦合進(jìn)行說明的示意圖，
圖3是對第一決策支持機(jī)制(1DSM)與第二決策支持機(jī)制(2DSM)
之間的緊耦合進(jìn)行說明的示意圖，
圖4是根據(jù)本發(fā)明的決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的示意圖，
圖5是根據(jù)本發(fā)明的幫助確定癌癥疾病的預(yù)后的決策支持系統(tǒng)的
實(shí)施例，
圖6是根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的、由用于提供病人相關(guān)信息PRI作為輸出的分子診斷決策支持系統(tǒng)MD - DSS 100所執(zhí)行的數(shù)據(jù)處理的示意圖。
病人信息數(shù)據(jù)庫EMJ存儲與病人有關(guān)的病人數(shù)據(jù)，并且更好地存儲 在電子醫(yī)學(xué)期刊中。數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容與在病人上執(zhí)行的所有先前觀察和 動作相關(guān)。應(yīng)該注意的是，雖然本發(fā)明用于每次應(yīng)用于單個病人，但 是可考慮本發(fā)明還可應(yīng)用于一組病人。
數(shù)據(jù)輸入部分DAT(未示出)適用于接收來自相關(guān)聯(lián)分子診斷測量 設(shè)備(未示出)的、與病人有關(guān)的輸入數(shù)據(jù)MDx。
臨床指南數(shù)據(jù)庫CL 102通常對下面將更詳細(xì)說明的推薦動作的過 程進(jìn)行描述，并且如箭頭20和21所示、與第一決策支持機(jī)制1DSM104 和第二決策支持機(jī)制2DSM 106進(jìn)行通信。
知識數(shù)據(jù)庫KB 108包括就領(lǐng)域而言是必需或原型上是真的內(nèi)容， 并且如箭頭20和21所示、與第一決策支持機(jī)制1DSM 104和第二決策 支持機(jī)制2DSM 106進(jìn)行通信。
第一決策支持機(jī)制1DSM和第二決策支持機(jī)制卩DSM分別接收輸入數(shù) 據(jù)MDx和EMJ數(shù)據(jù)。為了說明性目的，示出了每個決策支持機(jī)制只接 收這單個數(shù)據(jù)串，但是同樣地，每個決策支持機(jī)制1DSM和2DSM可接 收數(shù)據(jù)串MDx和EMJ 二者。另外，應(yīng)該注意的是，本發(fā)明并不局限于 僅兩個決策支持機(jī)制。相反，可考慮到，在本發(fā)明的示教之內(nèi)可應(yīng)用 不止兩個決策支持機(jī)制。
中間件MW部分110使病人信息數(shù)據(jù)庫EMJ、數(shù)據(jù)輸入部分DAT、臨 床指南數(shù)據(jù)庫CL、知識數(shù)據(jù)庫KB、第一決策支持機(jī)制1DSM以及第二 決策支持機(jī)制2DSM互連。因而可考慮將圖1中所描述的其他部件嵌入 到中間件MW中，但是必須考慮的實(shí)際問題是，中間件部分MW可使得 能夠通過電/無線連接進(jìn)行通信并且對該通信進(jìn)行控制。
因此，中間件MW可應(yīng)用諸如目錄管理和安全服務(wù)之類的服務(wù)以滿 足在數(shù)據(jù)處理中產(chǎn)生決策支持介入的要求。
中間件部分MW被布置為用于允許由第一 1DSM和第二 2DSM決策支 持機(jī)制利用病人信息數(shù)據(jù)庫EMJ、臨床指南數(shù)據(jù)庫CL以及知識數(shù)據(jù)庫 KB來將輸入數(shù)據(jù)MDx處理成病人相關(guān)信息PRI。
如箭頭IO和11所示，第一 1DSM和第二 2DSM決策支持機(jī)制通過中 間件MW可操作地耦合，以便在對輸入數(shù)據(jù)MDx的處理期間交互。很清 楚的是通過交互，可在兩個決策支持機(jī)制1DSM與2DSM之間交換以字符形式的初始、中間、或者最終數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)格式和/或其之間的 轉(zhuǎn)換要彼此兼容。
應(yīng)當(dāng)使用例如屏幕或者相似設(shè)備這樣的用于呈現(xiàn)病人相關(guān)信息
PRI的用戶接口。用戶接口可以根據(jù)應(yīng)用是特定的。
應(yīng)清楚的是，本發(fā)明沒有提供診斷作為病人相關(guān)信息PRI的一部 分。相反，本發(fā)明提供了可幫助醫(yī)生、臨床醫(yī)師和/或技術(shù)人員得出診 斷的信息PRI。
圖1中所說明的發(fā)明可以是以包括有硬件、軟件、固件或者其任何 組合的任何適當(dāng)形式來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明或者本發(fā)明的一些特征可以是作 為在一個或多個數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟 件來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)施例的單元和部件可以是以任何適當(dāng)方式在物 理上、功能上以及邏輯上實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，該功能可以在單個單元中、 多個單元中、或者作為其他功能單元的一部分來實(shí)現(xiàn)。因而，本發(fā)明 可以在單個單元中實(shí)現(xiàn)，或者可以在物理上和功能上分布在不同單元 與處理器之間。用于使DSS的單元互連的中間件部分MW可以包括任何 類型的連接，其包括但不限于電連接和無線連接。尤其是，無線連接 可便于在對病人的護(hù)理點(diǎn)處提供病人相關(guān)信息PRI。
圖2是對第一決策支持機(jī)制1DSM 202與第二決策支持機(jī)制2DSM 204之間的松耦合51進(jìn)行說明的示意圖。應(yīng)該理解的是，通過松耦合 可使第一決策支持機(jī)制1DSM的結(jié)果產(chǎn)生輸出用作第二決策支持機(jī)制 2DSM中的輸入(如箭頭51所示)。這可根據(jù)耦合類型而直接或者間接 地進(jìn)行?？傊@兩個機(jī)制作為"黑盒"來對待，其中一個機(jī)制的輸出 與另 一機(jī)制的輸入相耦合。該決策支持機(jī)制必須對輸出/輸入耦合的形 式以及語義取得一致，但是它們不干涉其他機(jī)制的內(nèi)部工作。
圖3是對第一決策支持機(jī)制1DSM 302與第二決策支持機(jī)制2DSM 304之間的緊耦合60、 61、以及62進(jìn)行說明的示意圖。第一決策支持 機(jī)制1DSM的中間值作為第二決策支持機(jī)制2DSM中的輸入而應(yīng)用。再 次，如上所述這可直接或者間接地進(jìn)行。在這方面，機(jī)制1DSM和2DSM 作為"開盒"。它們從機(jī)制內(nèi)部緊密交互。 一個示例是使用來自知識庫 KB的推理以按照遺傳算法(GA)來驅(qū)動交叉和突變。該緊耦合引入了i 生物知識以指導(dǎo)遺傳算法GA中的純粹統(tǒng)計(jì)處理。由此，GA中的基因不 作為隱名無關(guān)的實(shí)體來對待，而是具有意義和相互關(guān)系的實(shí)體來對待。另一示例是使用基于貝葉斯或者模糊邏輯的網(wǎng)絡(luò)以解決臨床指南CL的 決策步驟中的準(zhǔn)則。這需要貝葉斯/模糊網(wǎng)絡(luò)存取指南中的病人狀態(tài)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的示意圖。除了圖1 所示的部件之外，臨床指南數(shù)據(jù)庫CL 402可操作地進(jìn)行連接以與指南 執(zhí)行引擎CL-EE 404進(jìn)行通信，并且同樣地，知識數(shù)據(jù)庫KB 406可 操作地進(jìn)行連接以與干涉引擎IE 408進(jìn)行通信。
指南執(zhí)行引擎CL — EE和干涉引擎IE是決策支持系統(tǒng)的通用部件并 且對分子診斷應(yīng)用沒有特定要求。指南執(zhí)行引擎CL - EE是遍歷可執(zhí)行 指南并且根據(jù)病人狀態(tài)而建議該指南中的一個或多個步驟的軟件部 件。GLIF3指南執(zhí)行引擎(GLEE)是這種引擎的示例。
干涉引擎IE對知識庫KB中的聲稱事實(shí)進(jìn)行分類以利用類別的邏輯
定義而得到類別在分層等級結(jié)構(gòu)中的正確位置。這可使應(yīng)用部分能夠 了解該事實(shí)當(dāng)中的推理關(guān)系。竟賽者(Racer)是干涉引擎的示例。應(yīng) 考慮使用這些引擎IE和CL - EE的現(xiàn)成可用部件。
就指南CL而言，可以說一些指南的目的在于克服可執(zhí)行復(fù)雜試驗(yàn) 的受訓(xùn)技術(shù)人員的數(shù)目有限的問題。其他指南的目的在于標(biāo)識出必須 適用于病人的必要教育以及建議。例如美國的亨廷頓疾病協(xié)會提供了 目的在于對病人和他們的家人進(jìn)行教育并建議的 一 系列指南。
該指南部件可以是指南的儲藏器。機(jī)器可處理的指南可以以指南交 換格式GLIF 3. 5示出。參見002年12月12日，InterMed Col laboratory 的GLIF 3. 5技術(shù)規(guī)范的草案版本，要在屏幕上呈現(xiàn)以便由人閱讀的 指南裝置以指南元素模型(GEM)示出。
對表示格式的選擇取決于指南在該系統(tǒng)中的意圖使用?？蓤?zhí)行指南 是非常強(qiáng)大的，因?yàn)樗鼈兛捎糜趯εR床護(hù)理的進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)呈現(xiàn) 相關(guān)知識和證據(jù)以便讓用戶讀取并思考時，類似GEM的編碼指南是很 有用的。與先前所討論的那些相似，系統(tǒng)設(shè)計(jì)員知道要以電子格式來 表示文件指南所必須的努力。
就知識數(shù)據(jù)庫KB而言，可以說知識本體可包括這種數(shù)據(jù)庫的基本 部分。知識本體提供了對知識領(lǐng)域的概念化并且便于研究員之間的通 信以及計(jì)算機(jī)對領(lǐng)域知識的使用。例如，基因知識本體(GO)計(jì)劃的 目的是提供在不同數(shù)據(jù)庫中對基因產(chǎn)物的一致描述符，并且使序列和 序列特征的分類標(biāo)準(zhǔn)化。GO允許利用有限的屬性集合來對基因和它們;的產(chǎn)物進(jìn)行注釋?；虍a(chǎn)物具有一個或多個分子功能并且用在一個或
多個生物處理中。然而，GO不指定動作發(fā)生的地方、或者時間、或者 環(huán)境。通過Reactome來捕獲知識，Reactome是人生物處理的專業(yè)的經(jīng) 過同行評議的知識庫。另一相關(guān)來源是dbSNP，其為用于人基因突變的 數(shù)據(jù)庫。
當(dāng)對病人數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時使用該知識庫。分子試驗(yàn)產(chǎn)生必須保存為 病人記錄一部分的顆粒度的發(fā)現(xiàn)。用于得到描述性發(fā)現(xiàn)的普通臨床知 識庫的示例是SN0MED臨床術(shù)語(SN0MED - CT@ )知識本體。然而它缺 乏適于對染色體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明的概念并且缺乏對與基因突變和多 形性有關(guān)的分子發(fā)現(xiàn)進(jìn)行精確描述所必需的術(shù)語。臨床生物信息知識 本體(Clinical Bioinf ormat ics Ontology ) ( CB0 )目的是填充一 般臨床知識與詳細(xì)分子發(fā)現(xiàn)之間的空白。
最后，在利用這些知識庫KB的過程中存在兩個要關(guān)注問題。首先， 不同知識庫KB使用不同標(biāo)識符以對基因和它們的產(chǎn)物進(jìn)行跟蹤。因此， 系統(tǒng)設(shè)計(jì)員應(yīng)考慮當(dāng)從一個類型的標(biāo)識符轉(zhuǎn)換成另一個不是一一對應(yīng) 關(guān)系時的解決方案。其次，在該新興領(lǐng)域中，在了解生物學(xué)路徑的過 程中存在一些缺口。根據(jù)要進(jìn)行的決策的知識需要來對那些缺口進(jìn)行 標(biāo)識。生物信息學(xué)方法可建議填充這些缺口的條目。因此，這些提議 應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)上的驗(yàn)證。
就病人信息數(shù)據(jù)庫EMJ而言，可以說決策支持系統(tǒng)MD DSS包括病
人特定數(shù)據(jù)以使所產(chǎn)生的決策個性化。病人的分子譜可以對分子試驗(yàn) 的過去結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。詳細(xì)的家族史可以是很重要的并且通常建議遺 傳傾向性。應(yīng)考慮藥物史以識別出對一些癥狀有貢獻(xiàn)的可能藥物。病 人數(shù)據(jù)包括與疾病進(jìn)展(或者直接或者反向)定量相關(guān)的成像測量。 實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)可以包含來自先前分子試驗(yàn)和傳統(tǒng)試驗(yàn)的測量，這些測量 可建立適當(dāng)?shù)臍v史以對疾病進(jìn)展進(jìn)行監(jiān)控。該數(shù)據(jù)庫可以包括與病人 擁有的特定偏好以及值有關(guān)的信息。以知識為基礎(chǔ)的方法對集成病人 數(shù)據(jù)的這些不同來源是很重要的。
因?yàn)榉肿釉\斷是新興領(lǐng)域，因此并不總是肯定電子病歷記錄EMJ 410會包括臨界數(shù)量的觀察以便它能回答分子診斷決策支持系統(tǒng)MD DSS所需的數(shù)據(jù)。參見2002年，Health Management Technology中， 由S. Coady的Influencing physician practice variation (影響醫(yī)師執(zhí)業(yè)差異)的內(nèi)容，必需判定決策支持系統(tǒng)MD DSS必須產(chǎn)生什么推 薦，并且倒退工作以建立必須要收集什么數(shù)據(jù)以便支持產(chǎn)生這些推薦， 并且進(jìn)一步倒退以識別出相關(guān)數(shù)據(jù)來自何處以及如何捕獲它們并使其 標(biāo)準(zhǔn)化。
EMJ通過中間件MW 412與干涉引擎和醫(yī)療指南執(zhí)行引擎可操作地 相連。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的、幫助確定對癌癥疾病的預(yù)后的決策支持系統(tǒng) 的實(shí)施例。預(yù)后是朝著治療計(jì)劃方向的重要步驟。就預(yù)測各個病人會 發(fā)生什么以及存活率是多少這樣的預(yù)測而言，臨床醫(yī)師面對相當(dāng)大的 不確定性。在肺瘤的情況下，將要轉(zhuǎn)移的可能性是多少，轉(zhuǎn)移模式會 是什么、以及存活時間是多么等等。預(yù)后會影響對特定病人的治療的 選擇。
利用例如cDNA微陣列的測量設(shè)備MD 502可提供活檢樣本BS的基 因表述，因此可提供分子診斷輸入數(shù)據(jù)MDx 504。
根據(jù)臨床試驗(yàn)和許多病人的結(jié)果來構(gòu)造貝葉斯網(wǎng)絡(luò)1DSM/1BAY 506 以捕獲在多個癌癥子群之一中的成員的概率。癌癥子群的示例可以是 侵略性對比非侵略性的乳癌。根據(jù)cDNA數(shù)據(jù)，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)估計(jì)病人癌 癥子群EST 508。
根據(jù)該成員信息，干涉引擎IE 510遍歷知識庫KB 512以查閱與癌 癥以及它們的轉(zhuǎn)移模式MP 514有關(guān)的信息，并且提取相應(yīng)模式和相關(guān) 存活率。
并行地，臨床指南執(zhí)行引擎CL - EE 516選擇使用電子病歷記錄EMJ 520登記的病人的臨床指南518并且為這些病人指出先前、當(dāng)前、以及 建議的治療步驟STEP 522。
構(gòu)造另一貝葉斯網(wǎng)絡(luò)2DSM/2BAY以根據(jù)不同治療方案、對癌癥子群 成員的估計(jì)以及轉(zhuǎn)移模式產(chǎn)生存活率PROG。將來自決策支持機(jī)制
中所描述的預(yù)后PROG 526。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員應(yīng)理 解的是，不是必須按照下面所列順序來執(zhí)行該方法的步驟。該方法包 括步驟
—S1提供存儲在病人信息數(shù)據(jù)庫EM J上的與病人有關(guān)的病人數(shù)據(jù)；-S2在數(shù)據(jù)輸入部分DAT中接收來自分子診斷測量設(shè)備的、與病 人有關(guān)的輸入數(shù)據(jù)MDx;
-S3提供臨床指南數(shù)據(jù)庫CL; -S4提供知識數(shù)據(jù)庫KB; -S5提供第一決策支持機(jī)制1DSM; -S6提供第二決策支持機(jī)制2DSM;
-S7提供用于使病人信息數(shù)據(jù)庫EMJ、數(shù)據(jù)輸入部分DAT、臨床 指南數(shù)據(jù)庫CL、知識數(shù)據(jù)庫KB、第一決策支持機(jī)制IDSM以及第二決 策支持機(jī)制2DSM互連的中間件MW部分；以及
-S8由第一 1DSM和第二 2DSM決策支持機(jī)制利用病人信息數(shù)據(jù)庫 EMJ、臨床指南數(shù)據(jù)庫CL以及知識數(shù)據(jù)庫KB而將輸入數(shù)據(jù)MDx處理成 病人相關(guān)信息PRI，其中第一 1DSM和第二 2DSM決策支持機(jī)制通過中間 件MW可操作地相耦合以便在輸入數(shù)據(jù)MDx的處理期間交互10、 11、 51、 60、 61、或者62。
雖然已經(jīng)結(jié)合指定實(shí)施例已對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是并不是意味 著本發(fā)明局限于在這里所闡述的特定形式。相反，本發(fā)明的范圍僅由 所附權(quán)利要求來限定。在該權(quán)利要求中，術(shù)語"包含"不排除存在其他 單元或者步驟。另外，雖然在不同權(quán)利要求中包含各個特征，但是可 將這些特征有利地相結(jié)合，并且包含在不同權(quán)利要求中不表示特征的 組合不是可行的和/或有利的。另外，單數(shù)引用不排除多個。因此，對 "一"、"一個"、"第一"、"第二"等等的引用不排除多個。此外，不應(yīng)
認(rèn)為權(quán)利要求中的參考符號對范圍做出了限制。
權(quán)利要求
1、一種用于提供病人相關(guān)信息(PRI)的分子診斷決策支持系統(tǒng)(MD-DSS)，該系統(tǒng)包括；病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)，存儲與病人有關(guān)的病人數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)輸入部分(DAT)，適于接收來自相關(guān)聯(lián)的分子診斷測量設(shè)備的與所述病人有關(guān)的輸入數(shù)據(jù)(MDx)；臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)；知識數(shù)據(jù)庫(KB)；第一決策支持機(jī)制(1DSM)；第二決策支持機(jī)制(2DSM)；以及中間件(MW)部分，該中間件部分使所述病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)、數(shù)據(jù)輸入部分(DAT)、臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)、知識數(shù)據(jù)庫(KB)、第一決策支持機(jī)制(1DSM)以及第二決策支持機(jī)制(2DSM)互連，其中該中間件部分布置為允許由所述第一(1DSM)和第二(2DSM)決策支持機(jī)制利用所述病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)、臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)以及知識數(shù)據(jù)庫(KB)將輸入數(shù)據(jù)(MDx)處理成為病人相關(guān)信息(PRI)，以及其中所述第一(1DSM)和第二(2DSM)決策支持機(jī)制通過中間件(MW)可操作地相耦合以便在對輸入數(shù)據(jù)(MDx)的處理期間進(jìn)行交互(10、11、51、60、61、62)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中所述中間件部分(MW)包括應(yīng)用 子部分(APP)，其中應(yīng)用是可選擇的，每個應(yīng)用具有一個或多個與該 系統(tǒng)的應(yīng)用有關(guān)的相應(yīng)規(guī)則。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述第一 (IDSM)和第二 ( 2DSM) 決策支持機(jī)制通過一個或多個松耦合(51)進(jìn)行交互，其中所述第一 決策支持機(jī)制(IDSM )的結(jié)果產(chǎn)生輸出應(yīng)用為第二決策支持機(jī)制(2DSM) 中的輸入。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述第一 (IDSM)和第二 ( 2DSM) 決策支持機(jī)制通過一個或多個緊耦合(60， 61, 62)進(jìn)行交互，其中 所述第一決策支持機(jī)制(IDSM)的中間值應(yīng)用為第二決策支持機(jī)制(2DSM)中的輸入。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述第一(1DSM)和/或第二( 2DSM) 決策支持機(jī)制從包括貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)機(jī)制、K 最近鄰域機(jī)制、遺傳算法機(jī)制、決策樹機(jī)制、基于規(guī)則的系統(tǒng)、實(shí)例 推理機(jī)制、以及基于模糊邏輯的機(jī)制的組中選擇出來。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中與所述應(yīng)用相關(guān)地選擇第一 (1DSM)和/或第二 (2DSM)決策支持機(jī)制的類型。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中所述第一(1DSM) 和第二 (2DSM)決策支持機(jī)制是兩個不同類型的決策支持機(jī)制。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)可 操作地連接以與指南執(zhí)行引擎(CL-EE)進(jìn)行通信。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述知識數(shù)據(jù)庫(KB)可操作 地連接以與干涉引擎(IE)進(jìn)行通信。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中將所述臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)至 少部分地集成到所述第一決策支持機(jī)制(1DSM)和/或第二決策支持機(jī) 制(2DSM)中。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中將所述知識數(shù)據(jù)庫(KB)至少部 分地集成到所述第一決策支持機(jī)制(1DSM)和/或第二決策支持機(jī)制(2DSM)中。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中從包括基因組、轉(zhuǎn)錄組、代謝組、 遺傳組以及蛋白質(zhì)組模式的組中選擇輸入數(shù)據(jù)(MDx)。
13、 一種用于對用于提供病人相關(guān)信息(PRI)的分子診斷決策支 持系統(tǒng)(MD-DSS)進(jìn)行操作的方法，該方法包括步驟提供存儲在病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)中的與病人有關(guān)的病人數(shù)據(jù)； 在數(shù)據(jù)輸入部分(DAT)中接收來自分子診斷測量設(shè)備的、與病人 有關(guān)的輸入數(shù)據(jù)(MDx);提供臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL); 提供知識數(shù)據(jù)庫(KB ); 提供第一決策支持機(jī)制(1DSM); 提供第二決策支持機(jī)制(2DSM);提供中間件(MW)部分，該中間件部分使所述病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ )、 數(shù)據(jù)輸入部分(DAT)、臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)、知識數(shù)據(jù)庫(KB)、 第一決策支持機(jī)制(1DSM)以及第二決策支持機(jī)制(2DSM)互連；以及由所述第一 (1DSM)和第二 ( 2DSM)決策支持機(jī)制利用所述病人信 息數(shù)據(jù)庫(EMJ)、臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)、以及知識數(shù)據(jù)庫(KB)來 將所述輸入數(shù)據(jù)(MDx)處理成病人相關(guān)信息(PRI)，其中所述第一(1DSM)和第二( 2DSM)決策支持機(jī)制通過中間件(MW) 可操作地相耦合以便在對所述輸入數(shù)據(jù)(MDx)的處理期間進(jìn)行交互 (10、 11、 51、 60、 61、 62)。
14、 一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品適于使下述計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)根據(jù)權(quán)利要求13來控制決策支持系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括具有與 此相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲裝置的至少一個計(jì)算機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于提供病人相關(guān)信息(PRI)的分子診斷決策支持系統(tǒng)(MD-DSS)。病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)、具有與病人有關(guān)的分子診斷輸入數(shù)據(jù)(MDx)的數(shù)據(jù)輸入部分(DAT)、臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)、知識數(shù)據(jù)庫(KB)是該系統(tǒng)的一部分。中間件(MW)部分允許由第一(1DSM)和第二(2DSM)決策支持機(jī)制利用病人信息數(shù)據(jù)庫(EMJ)、臨床指南數(shù)據(jù)庫(CL)以及知識數(shù)據(jù)庫(KB)將輸入數(shù)據(jù)(MDx)處理成為病人相關(guān)信息(PRI)。第一(1DSM)和第二(2DSM)決策支持機(jī)制通過中間件(MW)可操作地相耦合以便在對輸入數(shù)據(jù)(MDx)的處理期間進(jìn)行交互(10、11)。由于這兩個決策支持機(jī)制的耦合而使病人數(shù)據(jù)更有效地與輸入數(shù)據(jù)相結(jié)合(MDx)，并且可獲得對病人更全面的方法。
文檔編號G06F19/00GK101517581SQ200780035064
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者Y·阿爾薩法迪 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司